Спутники-теремки с биологическим «населением» не новички в космосе. Кто только не летал вокруг Земли и до человека, и после него: мухи-дрозофилы и другие насекомые, грибы, дрожжи, черепахи, разнообразные бактерии, клетки, растения и семена, рыбы и головастики, икра и птичьи яйца... Но ясно, что особенным вниманием ученых пользуются высокоорганизованные млекопитающие — крысы, собаки, обезьяны. Это наши младшие братья, они во многом помогли нам встретиться с невесомостью, преодолеть ее козни.
Космонавтика встала перед специалистами и самими космонавтами без романтического ореола, в строгой ясности фактов. Космическая медицина взялась решить эту задачу своими профилактическими и лечебными методами. Конечно, техника могла бы создать искусственную гравитацию, то есть создать в невесомости весомость; две такие попытки уже проведены. В 1975 году в бортовой центрифуге слетали на орбиту мухи-дрозофилы, в 1977 году насладились искусственной тяжестью подопытные крысы. Получилось неплохо, выяснилось, что для нормального функционирования организма достаточно даже не полной земной тяжести, а какой-то ее доли...
И все же при полете людей создание искусственной гравитации требует непомерных пока энергетических затрат. В будущем она появится, а полеты не ждут. Люди уходят в космос, летают дольше и дольше. Юрий Романенко отлетал почти 330 суток... И все в невесомости, в больших трудах по профилактике неприятностей при возвращении — физкультура отнимает по нескольку часов в день, заставляет до седьмого пота бегать по ленточной дорожке и крутить педали велоэргометра. Кстати, в Центре управления полетом разгораются споры. Если уже ясно, что оптимальный срок орбитальной командировки, когда космонавт сохраняет лучшую рабочую форму, четыре — шесть месяцев, то зачем мучить человека годовым кружением вокруг Земли? Профессионалы обживания космоса спокойно отвечают, что годом полеты вряд ли ограничатся, так же, как не будем мы всегда кружить вокруг Земли. Недаром же подписано соглашение советских и американских ученых о совместном исследовании Солнечной системы. Всерьез заговорили о полете на Марс — а человека на эту планету ни за что не отпустят без «обкатки» в околоземной невесомости на весь срок полета. А это порядка трех лет! Чтобы заняться Марсом, надо не двенадцать, а тридцать месяцев пролетать вокруг своей планеты, получить заверения медиков в возможности столь длительного путешествия в невесомости, отработать все меры профилактики.
Коллаж И. Яковлева
| ВОЗВРАЩЕНИЕ ЕРОШИ | Андрей ТАРАСОВ |
Но вот вопрос — его задают медикам и биологам каждый раз перед очередным запуском биоспутника: если люди уходят в космос на год, то какой смысл запускать лишь на неделю, скажем, мартышек-обезьян? Разве нуждается в этих экспериментах человек, если сам на себе уже все испытал и ушел гораздо дальше?
В Институте медико-биологических проблем Минздрава СССР на такие вопросы уж в который раз отвечала целая группа опытных специалистов космической медицины перед стартом нового «теремка» — или «ковчега» — как хотите называйте, назначенным на конец сентября прошлого года.
— На этот раз — не на неделю, — начал объяснять академик Олег Георгиевич Газенко. — На этот раз на две. И у нас очень много забот. До сих пор наши обезьяны летали пять-семь дней. В американском биоспутнике — девять. Но для нас это не побитие какого-либо рекорда, а более углубленное изучение физиологических состояний организма, механизма адаптации...
Да, полетов уже было много. И это уже не полет, а как бы отрезок жизни. Но каждый раз (или почти каждый раз) космические путники сталкиваются с одним и тем же неприятным явлением: так называемым острым периодом адаптации, проще говоря, привыканием к невесомости. Процесс порой просто мучительный. Из-за перераспределения крови и ее прилива к голове в первые несколько суток у многих космонавтов развивается подобие морской болезни, в новом варианте — космическое укачивание. Человека мутит и крутит, при одной мысли о еде к горлу подступает тошнота, в глазах двоится и троится, теряется ориентация, доходит до иллюзий и галлюцинаций. Так шутит безопорное пространство. Но космонавту не до шуток, он должен безошибочно реагировать на команды, управляться с десятками сигналов на разных пультаx, щелкать множеством кнопок и тумблеров. Чем чаще полеты, тем интенсивней эта операторская деятельность, тем озабоченней космические медики этой навязчивой проблемой. Как известно, на одном из «Шаттлов» выход астронавта в открытый космос был отменен из-за этой же космической болезни. На борьбу с ней обычно и уходит первая неделя полета. Медики ищут и чудодейственные таблетки, и физиотерапевтические средства, но проблема есть.
Дело в том, что сам механизм этого «закручивания» еще не понятен во всех его тонкостях. Чтобы в нем разобраться, надо внедрить чувствительнейшие электроды и датчики в святая святых нашей сосудистой и нервной систем: в ответственные блоки головного мозга, где улавливаются активность нейронов, волокон, мозжечка, реакция вестибулярного ядра на невесомость. Я-то уверен, что и среди людей нашелся бы смельчак-доброволец, предоставивший свой организм в распоряжение науки для таких опытов. Но остается медицинская и человеческая этика, поэтому отдуваются пока за нас меньшие братья. Правда, люди очень трогательно заботятся о самочувствии и здоровье подопытных братишек, очень за них переживают, стараясь сделать все как можно безболезненней и аккуратней. Мне приходилось видеть кропотливые нейрохирургические операции в приматологическом центре ИМБП, где врачи разных специальностей, вполне «людские» профессионалы, под настоящим наркозом, очень бережно выполняли эту научную задачу. Здесь требуется изобретательное сотрудничество медиков, биологов, физиков, электронщиков, инженеров. Честно скажу: с состраданием смотрел на небольшое тельце обезьяны, укутанное в простыню и распростертое на операционном столе. Потом камень с сердца сваливался: через считанные дни этот ужасный пациент с проволочками, торчащими из стриженой маковки, бодро шастает по стенкам вольера, невзирая даже на отсутствие хвоста, которое, по слухам, сильно оскорбляет самолюбие обезьяньего племени...
Кроме того — бесконечные тренировки, где бесконечно терпеливые дрессировщики и методисты обучают обезьян правильно реагировать на сигналы и получать за это в награду сладкий витаминный сок. Сигнал — нажатие на ручную или ножную педаль — вознаграждение. Ошибка — увы... Одновременно идет запись электроэнцефалограммы, всех показателей с датчиков, чтобы потом сравнить их с полетными... Кропотливая работа. Эту теплоту, участие к подопечным и в то же время высокий профессионализм почувствовал и американский специалист из НАСА профессор Гарольд Сандлер, оставивший в клинике такую запись:
«Своими собственными глазами я смог увидеть, как каждый из вас работал, чтобы подготовить эксперимент. Я хотел бы поблагодарить каждого от всего сердца и надеюсь в будущем на плодотворное сотрудничество».
Академик Олег Георгиевич Газенко подчеркивает, что число нерешенных вопросов в космической медицине, биологии и физиологии еще огромно. Животные, оснащенные датчиками, нередко «честнее» отвечают на них, так как не подвластны субъективным ощущениям, свойственным человеку, который в плохом самочувствии может и не «признаться», и этот героизм дезинформирует науку. А наука — это истина.
«Осенний марафон» 1987 года с биоспутником оказался поистине драматическим, полным детективных неожиданностей. В институте надолго воцарилось всеобщее волнение. Работать с густонаселенным спутником столько времени в автоматическом режиме, контролировать издалека состояние и поведение животных — задача сложная и технически, и психологически. И техника должна не подвести, и «пассажиры» выдержать все испытания.
— Здесь уже проще с людьми: человек знает, что от него требуется в данную минуту, может отозваться, отреагировать на ситуацию, сориентироваться, поесть, убрать... Здесь не все возложено на автоматику, — это говорит не только академик, но и просто сердобольный человек, который в первом полете мартышек в 1983 году призывал остановить его до срока из-за плохого самочувствия Биона. Вот ведь что такое наука: четыре обезьяны, побывавшие до прошлой осени в космосе, уже «собезьянничали» всю статистику человеческих самоощущений, хотя, как известно, людей летало несравнимо больше. Бион адаптировался в невесомости крайне тяжело, безвольно повис на ремнях, свесив голову набок, тяжко вздыхал, отворачиваясь от тубов с едой. В переводе на статистику: 25 процентов летавших испытали тяжелую форму космической болезни движения. Две следующие обезьяны — Верный и Гордый — в 1985 году помучились меньше и работать смогли. Это большинство. И одна лишь, Абрек, напарник Биона, оказалась герой героем, будто родилась в невесомости. И работала отлично, и ела-пила с аппетитом. Настолько, что слопала свой металлический ошейник, еще чуть-чуть — и выпрыгнула бы из «упряжки».
Тот полет не прервали потому, что после третьего дня бедняга Бион начал выходить из «штопора» и в конце недели все же освоился. Правда, ему не повезло потом, после посадки. Радушный прием на Земле, угощение, можно сказать, банкет из сладостей — он объелся и не выдержал, погиб от заворота кишок. Операция не помогла... Наука и нам — людям.
Почему же теперь было именно две недели? А потому, что в течение этого срока космонавты и выходят на стационарное состояние, приспосабливаются к условиям полета.
В компании с обезьянками Дремой и Ерошей стартовали земные, водные, воздушные и земноводные животные — классический для биоспутника набор. Всякой твари по паре, а иной даже и по паре тысяч. Например, яйца индийского палочника, сложенные в «бутерброд» между рядами дозиметров, — изучать воздействие невесомости и космической радиации на эмбриональные процессы. Предмет хотя и мелкий — потомство экзотического насекомого, но эксперимент не простой, а международный.
Известные по генетическим страстям мухи-дрозофилы, рыбы, амфибии, бактерии, водоросли, одноклеточные, высшие растения, черви, тритоны, лабораторные крысы из Братиславы, предоставленные Институтом экспериментальной эндокринологии Словацкой Академии наук ЧССР. Всего в двенадцати экспериментах с различнейшими биообъектами вместе с нашими учеными по традиции участвовали исследователи из Венгрии, ГДР, Польши, Румынии, Чехословакии, США, Франции и впервые — Европейского космического агентства.
Но с особым, как мне кажется, удовольствием научный руководитель программы доктор медицинских наук Е. Ильин назвал представителей Московского дворца пионеров и школьников Алексея Морозова, Андрея Летарова и Сергея Комарова. Они стали победителями конкурса, проведенного учеными ИМБП среди юных натуралистов, биологов, космонавтов. Придуманные ими эксперименты показались ученым самыми интересными. Например, интересно понаблюдать борьбу кишечной палочки с бактериями — чья возьмет в невесомости, перейдет ли умеренный фаг из состояния пассивного в активное? Или взять «четвертованного» червя планарию, подтверждающую, что природа каждого одарила каким-нибудь достоинством. Этот червь умеет восстанавливаться полностью из любой отрезанной части своего тела — головы, хвоста, туловища. Благодаря ему можно выяснить, насколько невесомость полезна или вредна для регенерации клеток. Ведь наши, людские, ссадины и царапины заживают по такому же принципу.
Ребятам повезло, можно сказать, с первого захода «пошли в космос». А вот доктор биологических наук Г. Мелешко говорит, что четверть века занимается водорослью хлореллой, и только сейчас удалось пристроить ее на борт не в роли отдельного объекта, а в составе замкнутой экологической системы. Небольшой зеленовато светящийся аквариум — первая наша самовоспроизводящаяся замкнутая система, уходящая в космос. Снаружи ей нужен только источник света — в спутнике это восьмиваттная лампочка. Хлорелла под светом выделяет кислород и поглощает углекислоту, растет за счет этого сама и питает живородящих рыбок гуппи. Рыбки не отказываются и от бактерий из рода псевдолюнас, а бактерии, в свою очередь, «работают» уборщиками, перерабатывая отходы.
Картина почти идеальная, да только рыбки ее портят, поедая собственных мальков. Вот пристроить бы туда таких вегетарианцев, как толстолобик, — и никаких проблем. Только размеры аквариума были бы уже нужны другие. Но почему бы и нет? Солнце за стеклом даровое, хватит на целый бассейн — вот вам и рыбозавод для космического города. Все еще впереди...
Вот какая разношерстная компания встретила нас на орбите вместе с космонавтами Юрием Романенко и Александром Александровым, которые летали на станции «Мир», 30-летие космической эры, юбилей запуска первого искусственного спутника. Но праздник получился своеобразный. Предчувствия не обманули академика Газенко. На одном из сеансов связи специалисты института увидели на телеэкране Ерошу, и их обуял ужас. Ероша высвободил лапку (они у обезьянного «экипажа» фиксируются своеобразной «партой») и начал хозяйничать в своем отсеке. Оторвал провода от приборов телеметрической информации, сорвал даже с себя шапочку с именем. Сидит, грызет добычу. Но этим самым лишил себя настоящего обеда — система подачи питательной пасты не сработала. На срочных совещаниях в ИМБП шла речь о досрочной посадке, чтобы спасти разбойника от голодной смерти. Но тогда прощай, программа, разработанная в международном содружестве! Стали спасать программу и Ерошу, увеличив ему подачу витаминного сока, который обычно является премией за правильную работу...
Мало того — посадка биоспутника произошла в нерасчетном районе. Десятки специалистов, готовившихся принять свою живность и немедленно начать с ней работу в не таком уж жарком Северном Казахстане, были срочно переброшены в совсем не жаркую якутскую тайгу. Снег по колено, минус пятнадцать градусов — совсем не для представителей африканских джунглей.
Тут как никогда пригодился обогреваемый шатер-палатка, которым можно покрыть спускаемый аппарат. Но все обошлось, даже для Ероши, который хоть и ослаб от голода, но дотянул до Москвы, до родного дома в ИМБП...
Такими усилиями добываются крохи истины, из которых слагается наша программа дальнейшего похода во Вселенную. Подолгу идет «читка» магнитных записей сигналов, принятых из космоса, раскрывающих глубину вестибулярных и гемодинамических реакций организма на невесомость. Доктор медицинских наук И. Козловская рассказывает, как впервые таким образом была количественно замерена возбудимость вестибулярного аппарата, повышение его реактивности. Получены и прямые данные по соотнесению притока и оттока крови к голове. Но наиболее высоких оценок зарубежных коллег на международных конференциях и семинарах удостоилась точная регистрация сигналов, обуславливающих взаимодействие вестибулярного аппарата и движения глаз. Удалось точно определить, что эти сигналы от вестибулярных ядер на глаза при переходе к невесомости учащаются вдвое. Это «скороглядность» и участвует в создании болезни движения. Ее открытие помогло дать немало полезных советов создателям космической техники — например, как располагать первостепенные и второстепенные сигнализаторы в поле зрения оператора на пультах управления. Надо теперь подобраться к тому, на какой рецептор и какими средствами «нажать», какое звено системы блокировать, чтобы остановить эту реактивность, оставить все в земной норме.
Так что не зря трудятся наши меньшие братья. И еще придется нам полетать вместе с ними.